谷氨酸棒桿菌合成生物絮凝劑分批發(fā)酵過程的動(dòng)力學(xué)模型及補(bǔ)料分批培養(yǎng).pdf

1、生物絮凝劑是由藻類、細(xì)菌、真菌和酵母菌等微生物分泌的胞外聚合物,對(duì)液體中懸浮顆粒和膠體粒子具有絮凝作用。與傳統(tǒng)的化學(xué)合成絮凝劑相比具有安全、無毒、生物可降解,使用無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。利用大規(guī)模的微生物培養(yǎng)可以實(shí)現(xiàn)生物絮凝劑的高效生產(chǎn),在給水、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域具有極廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本研究承接前期研究結(jié)果,在初始葡萄糖濃度為10.0-17.5 g L-1范圍內(nèi),對(duì)谷氨酸棒桿菌分批發(fā)酵生產(chǎn)生物絮凝劑過程的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了研究。建

2、立了Lorentzian函數(shù)修飾的Logistic方程菌體生長(zhǎng)模型,時(shí)間修正因子td修正的Luedeking-Piret產(chǎn)物生成模型以及Luedeking-Piret-like葡萄糖和尿素消耗模型。模擬驗(yàn)證結(jié)果表明,以上四個(gè)模型能夠較好描述不同初始葡萄糖濃度下谷氨酸棒桿菌分批發(fā)酵生產(chǎn)生物絮凝劑過程的菌體生長(zhǎng)、產(chǎn)物生成以及葡萄糖和尿素消耗狀況,并能較好地對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　 根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型所獲得的發(fā)酵過程信息以及前期溶氧水平

3、對(duì)生物絮凝劑合成影響的研究結(jié)果,對(duì)生物絮凝劑的補(bǔ)料分批培養(yǎng)進(jìn)行了研究。采用一次補(bǔ)料策略,即發(fā)酵9 h時(shí)同時(shí)補(bǔ)加濃度為30 g L-1的葡萄糖溶液95 mL和濃度為16 g L-1的尿素溶液19 mL,發(fā)酵結(jié)束時(shí)菌體干重達(dá)到2.33 g L-1,比分批培養(yǎng)過程提高了23.94％,生物絮凝劑產(chǎn)量為34.68 mg L-1,比分批培養(yǎng)過程略低;采用兩次補(bǔ)料策略,即發(fā)酵6 h時(shí)補(bǔ)加濃度為30 g L-1的葡萄糖溶液57 mL和濃度為16 g L

4、-1的尿素溶液19 mL,發(fā)酵11 h時(shí)補(bǔ)加濃度為30 g L-1的葡萄糖溶液76 mL和濃度為16 g L-1的尿素溶液34 mL,發(fā)酵結(jié)束時(shí)菌體干重為2.06 g L-1,生物絮凝劑產(chǎn)量43.68 mg L-1,比分批發(fā)酵過程分別提高了9.57％和24.76％;采用三次補(bǔ)料策略,即發(fā)酵6 h時(shí)補(bǔ)加濃度為60 g L-1的葡萄糖溶液28.5 mL和濃度為32 g L-1的尿素溶液14.25 mL,發(fā)酵10 h時(shí)補(bǔ)加濃度為60 g L-